2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15656163
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
今野 幹男 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40125547)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
顧 順超 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30292238)
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| Keywords | Single Stage Polymerization / Core-shell Particle / Magnetic Latex Particle / Micron-sized Composite Particle / Silane-coupling Reagent / Colloid Stability / Size Distribution / Heterogeneous Coagulation |
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| Research Abstract |
ポリマーラテックスに無機粒子を分散させたハイブリッド型粒子は,単独の材料のみでは達成できない機能を有するため,新規機能性材料製造の観点からその合成法の開発は極めて重要である。粒径分布の単分散性は,粒子に均一な機能を与えるのに必須の条件であるが,複合粒子の粒径分布の制御は,単一成分の粒子合成法に比べて立ち遅れた状況にあり,単分散性の高い複合粒子合成法の開発が重要課題となっている。
本研究者らはソープフリー重合とヘテロ凝集を組合せた無機・有機複合粒子の合成法を提案した。この方法では,まずビニル基を有するシランカップリング剤で表面処理したナノサイズの無機微粒子を準備する。一方,ソープフリー重合を行い,ポリマー粒子が生成した後に無機微粒子を連続添加する。この際pHを調整して,無機粒子の表面がポリマー粒子の反対荷電を取る条件を選定し,無機粒子供給とともに重合反応を同時進行させる。無機粒子は静電相互作用によりポリマー粒子表面に吸着し,さらに重合反応で生成したイオン基を持つポリマーが無機粒子表面を被覆するので,無機粒子の吸着が持続する。この方法により均一粒径の球形Fe_3O_4/ポリスチレン複合粒子を合成することができた。また反応条件やカップリング剤の種類により,偏平な円盤状粒子や赤血球のように中央の窪んだ粒子の生成など,形態制御も可能なことがわかった。さらに,SiO_2粒子を溶媒に分散し,モノマーを添加し重合反応を行ったことで,単分散性の単核SiO_2/ポリスチレンコア/シェル粒子の合成にも成功した。この方法では,シランカップリング剤は一般に種々の金属酸化物に適用できる。またpH調整による表面電位の制御も様々な粒子に適用することができることから,単分散性複合粒子合成の一般的手法として活用されることが期待できる。
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[Publications] Shunchao Gu: "Synthesis of monodisperse, magnetic latex particles with polystyrene core"Colloid Polym Sci. 281. 1076-1081 (2003)
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[Publications] Shunchao Gu: "Preparation of Silica-Polystyrene Core-Shell Particles up to Micron Sizes"Journal of Colloid and Interface Science. (accepted) (In press). (2004)
